KR20140010961A - 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공정 (a): 가열에 의해 용융된 수지 조성물을 시트 형상으로 성형하고, 이어서 냉각시킴으로써 공정 시트를 얻는 공정; 공정 (b): 상기 공정 (a)에서 얻어진 공정 시트의 적어도 한쪽의 표면을 22 내지 55초간 가열하고, 이 가열 중에 이 표면의 온도를, 이 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점 이상의 온도에 도달시키는 공정; 공정 (c): 상기 공정 (b)에서 가열된 공정 시트의 표면을 특정 범위의 온도로 하고, 이어서 이 표면에 엠보싱 롤러를 가압하여, 이 표면에 엠보싱 형상을 형성하는 공정을 이 순서대로 행하는, 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법이다. 본 발명에 의해, 가열 수축이 작고, 명료한 엠보싱 형상이 형성된 태양 전지 밀봉재 시트를 저비용으로 효율적으로 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 가열 수축이 작고, 표면에 명료한 돌기가 형성된 태양 전지 밀봉재 시트를 제조하는데에 적절하게 사용되는 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 자원의 유효 이용이나 환경 오염의 방지 등의 면에서 태양광을 직접 전기 에너지로 변환하는 태양 전지가 주목되어, 여러가지 개발이 진행되고 있다. 태양 전지는 일반적으로 유리 기판으로 대표되는 수광면 보호재와 백시트로 불리는 이면 보호재 사이에, 태양 전지 밀봉재 시트(이하, 밀봉재 시트라고 함)로 태양 전지 셀을 밀봉한 구성으로 되어 있다.
태양 전지 모듈로서 주류인 결정 실리콘형 태양 전지는 일반적으로 다음과 같이 제조된다. 우선, 유리 기판, 밀봉재 시트, 태양 전지 셀(실리콘 발전 소자), 밀봉재 시트 및 백시트를 이 순서대로 적층한다. 이 밀봉재 시트는 일반적으로 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(이하, EVA라고 함)로 구성되어 있다. 계속하여 진공 라미네이터에 의해 이 적층체를 진공 하에서 가열하여, 밀봉재 시트를 가열 용융시키고 가교 경화시킨다. 이와 같이 하여, 각 구성 부재가 기포 없이 접착된 태양 전지 모듈이 제조된다.
이러한 태양 전지 모듈의 제조에 있어서 밀봉재 시트의 가열시의 수축이 크면, 그 수축 변형에 의해 실리콘 발전 소자가 파손되거나, 셀의 위치가 어긋나거나 하는 경우가 있다. 그 때문에, 밀봉재 시트에는 가열시의 수축이 작은 것이 요구된다. 또한 최근 들어, 결정 실리콘의 자원 유효 활용이나 태양 전지 모듈 보급을 위한 비용 절감을 위해, 실리콘 발전 소자의 두께는 100 ㎛ 전후로 얇아져서 더욱 파손되기 쉬워져 있다. 그 때문에, 밀봉재 시트의 가열 수축을 작게 하는 요구가 더욱 강해지고 있다. 이 때문에, 밀봉재 시트의 가열 수축률을 작게 하는 여러가지 방법이 검토되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1).
또한, 상기의 제조시에 대한 요구 외에도, 태양 전지 모듈은 제조 후 장기간에 걸쳐서 사용되기 때문에 그의 신뢰성이 매우 중요하다. 장기간 사용한 태양 전지 모듈에 있어서 발생하는 대표적인 문제로서, 태양 전지 셀과 밀봉재 시트 사이의 박리나, 팽창 등의 외관 불량이나, 그에 따른 발전량의 저하가 있다. 이들 문제 현상의 이유는 반드시 명확하게 되어 있는 것은 아니지만, 밀봉재 시트를 구성하는 원재료면으로부터의 검토가 이루어져 있다. 예를 들어, 밀봉재 시트를 구성하는 EVA의 점도를 조정하는 방법(특허문헌 2)이나, 태양 전지 셀과 밀봉재 시트의 접착 강도를 향상시키기 위하여 실란 커플링제를 첨가하는 방법(특허문헌 3) 등이 검토되어 있다.
또한, 밀봉재 시트의 구조면으로부터도 다양한 검토가 이루어져 있다. 장기간 사용에 따른 팽창 등을 방지하기 위해서, 제조 직후의 모듈 내부의 각 구성 부재는 가능한 한 기포가 없는 상태로 접착되어 있는 것이 중요하다. 따라서, 진공 라미네이트시에 공기가 빠지기 쉽게 할 목적으로, 밀봉재 시트의 표면에 엠보싱 형상 등의 다양한 돌기나 오목부를 형성하는 시도가 이루어져 있다. 또한, 이들 돌기나 오목부는 라미네이트시의 프레스 압력으로 태양 전지 셀이 파손되는 것을 방지하기 위해서나, 밀봉재 시트의 취급성을 향상시키는 등의 목적으로 형성되는 경우도 있다. 엠보싱 모양에 대해서는, 그 형상이나 깊이 등에 대하여 상세하게 제안되어 있다(특허문헌 4, 5).
상기한 바와 같이, 밀봉재 시트를 제조할 때에는 밀봉재 시트의 가열 수축을 저감시키면서, 밀봉재 시트의 표면에 명료한 엠보싱 형상을 형성하는 것이 중요해지고 있다. 지금까지 제안되어 있는 방법으로서는, 2축 압출기 등의 압출기를 사용하여 T 다이로부터 압출된 시트를 캐스팅할 때에 구금 바로 아래에서 시트에 엠보싱 형상을 형성하고, 그 후에 필요에 따라서 가열 수축을 저감시키는 어닐링(annealing) 처리를 행하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 6).
특허문헌 6의 제조 방법은, 제조 공정 중의 시트(이하, 공정 시트라고 함)의 표면에 엠보싱 형상을 형성한 후에, 이 공정 시트에 어닐링 처리를 행한다. 그 때문에, 밀봉재 시트의 가열 수축을 저감시키기 위하여 공정 시트를 충분히 가열하면, 그 가열에 의해 공정 시트의 표면에 형성된 엠보싱 형상이 붕괴된다. 반대로 엠보싱 형상을 유지시키기 위하여 공정 시트의 가열을 완화하면, 어닐링 처리가 불충분해진다. 이와 같이, 특허문헌 6의 제조 방법에서는 가열 수축의 저감과, 엠보싱 형상을 명확하게 형성하는 것을 양립시키는 것은 매우 곤란하다.
또한, 밀봉재 시트의 가열 수축을 저감시키는 방법으로서는, 일반적으로 특허문헌 1에도 개시되어 있는 바와 같이, 수지 필름을 복수개의 롤러를 갖는 컨베이어로 반송할 때에 입구측의 롤러의 주속(周速)을 출구측의 롤러의 주속보다 빠르게 하는 것 등을 하여, 공정 시트를 수축시켜서 가열 수축을 저감시키는 방법이 사용된다. 그러나, 이 방법에서는 어닐링 처리 중에 시트를 연신하기 때문에, 가열 수축의 제거가 불충분하여 1 내지 2분간의 장시간에 걸쳐 어닐링 처리를 실시할 필요가 있다.
또한, EVA로 구성된 밀봉재 시트는 가교제를 함유하고 있는 경우가 많아, 공정 시트의 성형 온도가 저온이 되기 때문에, 공정 시트에는 잔류 변형이 많이 남아있다. 게다가, 그 잔류 변형이 광폭의 공정 시트의 폭 방향에서 균일하지 않은 경우가 많다. 이러한 상태의 공정 시트를 상술한 바와 같이 어닐링 처리하면, 시트의 평면성이 손상되어 두께가 불균일해지거나, 어닐링 처리 중에 공정 시트가 사행(蛇行)되는 등의 문제가 발생한다. 또한, 이러한 상태의 공정 시트를 복수개의 롤러로 협지 가압하여, 엠보싱 가공 등을 연속적으로 실시하는 것은 매우 곤란하다.
따라서, 본 발명의 목적은 밀봉재 시트의 가열 수축을 충분히 저감시키면서, 또한 밀봉재 시트의 표면에 명료한 엠보싱 형상을 형성할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법은 하기의 공정 (a), 공정 (b) 및 공정 (c)를 이 순서대로 행하는 것을 특징으로 한다.
공정 (a): 가열에 의해 용융된 수지 조성물을 시트 형상으로 성형하고, 이어서 냉각시킴으로써 공정 시트를 얻는 공정
공정 (b): 상기 공정 (a)에서 얻어진 공정 시트의 적어도 한쪽의 표면을 22 내지 55초간 가열하고, 이 가열 중에 이 표면의 온도를, 이 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점 이상의 온도에 도달시키는 공정
공정 (c): 상기 공정 (b)에서 가열된 공정 시트의 표면을, (상기 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점-10℃) 내지 (상기 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점+20℃)의 온도로 하고, 이어서 이 표면에 엠보싱 롤러를 가압하여, 이 표면에 엠보싱 형상을 형성하는 공정
본 발명에 따르면, 가열 수축이 작고, 명료한 엠보싱 형상이 형성된 태양 전지 밀봉재 시트를 저비용으로 효율적으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법의 일례를 도시한 개략 모식도이다.
도 2는 종래의 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법의 일례를 도시한 개략 모식도이다.
도 3은 한쪽면에 돌기가 형성된 태양 전지 밀봉재 시트의 돌기의 높이를 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 양면에 돌기가 형성된 태양 전지 밀봉재 시트의 돌기의 높이를 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 돌기의 저변의 길이 D를 도시하는 도면이다.
도 2는 종래의 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법의 일례를 도시한 개략 모식도이다.
도 3은 한쪽면에 돌기가 형성된 태양 전지 밀봉재 시트의 돌기의 높이를 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 양면에 돌기가 형성된 태양 전지 밀봉재 시트의 돌기의 높이를 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 돌기의 저변의 길이 D를 도시하는 도면이다.
[태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법]
본 발명의 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법은 하기의 공정 (a), 공정 (b) 및 공정 (c)를 이 순서대로 행한다.
공정 (a): 가열에 의해 용융된 수지 조성물을 시트 형상으로 성형하고, 이어서 냉각시킴으로써 공정 시트를 얻는 공정.
공정 (b): 상기 공정 (a)에서 얻어진 공정 시트의 적어도 한쪽의 표면을 22 내지 55초간 가열하고, 이 가열 중에 이 표면의 온도를, 이 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점 이상의 온도에 도달시키는 공정.
공정 (c): 상기 공정 (b)에서 가열된 공정 시트의 표면을, (상기 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점-10℃) 내지 (상기 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점+20℃)의 온도로 하고, 이어서 이 표면에 엠보싱 롤러를 가압하여, 이 표면에 엠보싱 형상을 형성하는 공정.
이하, 본 발명의 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 제조 방법의 하나의 실시 형태를 도시하는 개략 모식도이다.
[공정 (a): 제막 공정]
우선, 공정 (a)에 대하여 설명한다. 공정 (a)는 원료 수지를 시트 형상으로 성형하고, 이것을 냉각시켜 공정 시트를 얻는 공정이다. 이하, 공정 (a)를 제막 공정이라고 칭한다.
도 1에 있어서의 제막 공정에는, 고온하에서 원료 수지와 첨가제를 녹여 혼련하는 압출기 (11), 수지의 압력 변동을 저감시켜 시트의 두께를 안정화시키는 기어 펌프 (31), 혼련된 용융 수지를 시트 형상으로 압출하는 다이 (12), 압출된 고온의 공정 시트를 냉각 고화시켜 고체의 공정 시트로 성형하는 연마 롤러 (13a), (13b) 및 (13c)가 설치되어 있다.
압출기 (11)로서는, 단축 압출기나 2축 압출기를 사용할 수 있다. 2축 압출기를 사용한 쪽이 생산성이나 수지와 첨가제의 혼련성 등의 점에서 바람직하다. 단축 압출기를 사용하는 경우에는, 압출기 내가 수지로 충만되어 있으므로 압출기 선단의 다이 부분에서의 압력 변동이 비교적 작기 때문에, 반드시 기어 펌프 (31) 등의 정량 공급 장치를 설치할 필요는 없다. 2축 압출기를 사용하는 경우에는 압출기 내가 충만된 상태에 있지 않기 때문에, 압출기와 다이 사이에 기어 펌프 (31) 등의 정량 공급 장치를 설치하는 것이 바람직하다.
압출기 (11)에 투입하는 원료 수지와 첨가제는 미리 믹서나 블렌더 등으로 혼합한 것을 투입할 수도 있고, 각각을 개별로 투입할 수도 있다. 또한, 압출기의 도중부터 첨가제를 사이드피딩(side feeding)하거나, 액체의 첨가제라면 주입 펌프 등으로 첨가하는 방법 등을 사용할 수도 있다.
원료 수지와 첨가제를 혼련할 때의 온도는 사용하는 수지의 종류나 점도에도 의존하는데, (원료 수지의 융점+10℃) 내지 (원료 수지의 융점+60℃)의 범위가 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서 융점이란 시차 주사 열량 측정(DSC)에 있어서 10℃/분으로 승온시켰을 때의 흡열 피크값 온도이다. 밀봉재 시트로서 일반적으로 사용되는 EVA 시트의 경우에는, EVA를 가교시키기 위하여 첨가제로서 유기 과산화물을 함유하고 있는 경우가 많다. 그 때문에, 유기 과산화물을 가능한 한 분해시키지 않고 혼련하는 것에 유의할 필요가 있다. 그 때문에 수지 온도로서는, 예를 들어 융점이 70℃ 정도인 EVA의 경우에는 80 내지 130℃의 범위에서 혼련하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 100 내지 120℃의 범위이다. 80℃ 미만에서는 혼련성이 불충분해져서, 첨가제의 균일 분산성이 저하될 가능성이 있다. 그 결과, 밀봉재 시트의 외관이 나빠질 가능성이 있다. 130℃를 초과하면 유기 과산화물을 배합하고 있는 경우에는 유기 과산화물이 분해되어, 밀봉재 시트의 품질이 안정되지 않을 뿐 아니라 연속 생산성도 저하되는 경우가 있다.
또한, 도 1의 공정에서는 공정 시트를 제막하는 방법으로서 압출기를 설치하고 있지만, 캘린더 롤러에 의한 성형 등, 기지의 다른 방법을 사용할 수도 있다.
압출기 (11) 등으로 원료 수지와 첨가제를 녹이고 혼련된 용융 수지는 다이 (12)를 사용하여 시트 형상으로 압출된다. 다이 (12)로서는, T 다이나 서큘러 다이 등을 사용할 수 있다. 평판 형상의 다이는 압출하고자 하는 시트 폭에 따라 폭이 넓은 형상으로 되기 때문에, 압출기에 설치하면 T형이 되는 것으로부터 총칭하여 T 다이라고 불린다. 또한, T 다이에서는 다이의 폭 방향에서 체류 시간이나 유속 등이 상이하기 때문에, 두께 편차 등의 문제나, 공정 (b)에서 공정 시트를 가열했을 때에 폭 방향에서의 두께 불균일 등이 발생하기 쉽다. 이것을 해결하기 위하여 원통 형상의 서큘러 다이를 사용하는 것도 바람직하다. 서큘러 다이는 수지를 원통 형상으로 압출하고, 이것을 절개함으로써 시트 형상으로 성형하기 위한 원통 형상의 다이로서, 시트의 폭 방향에서의 물성은 비교적 쉽게 균일해진다.
또한, T 다이를 사용하는 경우에는 복수개의 압출기를 사용하여 서로 다른 수지 조성물을 압출하고, 피드 블록(feed block) 방식이나 멀티 다이 방식 등의 공압출 방법에 의해 공정 시트를 적층 구성으로 할 수도 있다. 이러한 적층 구성으로 함으로써, 각 층마다 밀봉재 시트로서 필요한 기능을 분리할 수 있거나, 첨가제량을 조절함으로써 비용을 절감시킬 수 있다.
다이 (12)를 사용하여 압출된 공정 시트는 연마 롤러 (13a), (13b), (13c)로 시트 형상으로 성형된다. 연마 롤러는, 용융 수지를 한 쌍의 롤러로 협지 가압하여 시트의 두께와 표면성의 부형(賦形)을 동시에 행하기 위한, 복수개의 롤러에 의해 구성된 공정 시트 반송 장치이다. 구성되는 각 롤러는 용융 수지의 냉각이나 부형성에 적합한 온도로 조정하는 기구나, 각 롤러 사이의 간극 및 가압 압력을 조정하는 기구를 구비한다. 또한, 필요에 따라 냉각수 등의 온도 조절수를 흘림으로써 공정 시트의 점착을 방지하여, 성형성을 향상시키는 것이 바람직하다. 냉각수의 온도는 0 내지 30℃의 범위로 조정하는 것이 바람직하다. 연마 롤러 중 가장 상류측에 위치하는 연마 롤러 (13a)는, 사용하는 수지의 조성에 따라서는, 고온의 수지가 롤러의 표면에 점착되기 쉬워지는 경우가 있기 때문에, 표면에 실리콘 고무 등을 감아서 이형성을 향상시키는 것이 바람직하다. 또한 반송성을 향상시키기 위하여 가장 상류측에 위치하는 연마 롤러 (13a)의 대향 롤러 (13b)를 크레이프(crepe) 형상의 표면 형태를 갖는 금속 롤러로 하는 것도 바람직하다. 크레이프 형상의 면 조도는 JIS B 0601-1994로 정의되는 10점 평균 조도 Rz가 2 내지 10 ㎛ 정도의 범위인 것이 바람직하다. 연마 롤러 (13a)의 표면에 실리콘 고무 등을 감고, 또한 대향 롤러 (13b)를 크레이프 형상의 표면 형태를 갖는 금속 롤러로 한 경우에는, 연마 롤러 (13a)의 표면의 실리콘 고무의 두께는 3 내지 10 mm가 바람직하고, 보다 바람직하게는 4 내지 8 mm이다. 실리콘 고무의 두께가 3 mm 미만이면 크레이프 형상 모양의 전사가 불충분해져서, 공정 시트를 반송하기 위한 프리 롤러(free roller) 등에 공정 시트가 점착되는 경우가 있다. 실리콘 고무의 두께가 10 mm를 초과하면, 고무 표면에 용융 수지로부터의 열이 축열되기 때문에 롤러에 수지가 점착되는 경우가 있다.
[공정 (b): 어닐링 처리 공정]
다음으로 공정 (b)에 대하여 설명한다. 공정 (b)의 목적은 제막 공정에서 성형된 공정 시트가 갖는 잔류 변형을 제거하여, 공정 시트의 가열 수축을 저감시키는 것이다. 공정 (b)에서는 어닐링 로(爐) (15) 중에 설치된 히터 (16)으로 가열하면서, 복수개의 반송 롤러 (17) 상에 공정 시트를 통과시키는 등의 방법을 들 수 있다. 이하, 공정 (b)를 어닐링 공정이라고 칭한다.
공정 시트를 가열하기 위한 히터 (16)은 공정 시트를 가열할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 세라믹스 히터, 스테인리스 히터, 시즈 히터(sheath heater) 등, 공지된 방법을 사용할 수 있다. 특히 적외선에 의해 시트를 가열하는 방식이, 시트의 두께 방향으로 균일하게 가열할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 열풍이나 스팀 등의 열 매체에 의한 가열이나, 가열된 롤에 접촉시키는 방법 등도 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 가열 방법은 단독으로 사용하거나, 몇가지의 방법을 조합하여 사용할 수도 있다.
공정 시트를 반송하기 위한 반송 롤러 (17)은 가열된 공정 시트를 반송하기 위해서 이형성이 우수한 것이 바람직하다. 그 때문에 엠보싱 가공이나, 금속이나 금속 산화물 등의 화합물을 용사함으로써 표면에 요철을 형성한 금속 롤러에, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로에틸렌프로펜 공중합체, 퍼플루오로알콕시알칸 등의 불소 수지를 코팅한 롤러를 사용할 수도 있다. 또는, 금속 롤러의 표면에 이형성의 코팅 처리를 한 종이나 필름 등을 감은 롤러를 사용할 수도 있다. 이들 이형성의 부여 수단은 특별히 한정할 필요는 없고, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다. 이들 롤러의 이형성의 정도로서는, JIS Z0237-2009에 규정의 방법에 의해, 니치반 가부시끼가이샤 제조의 셀로판 테이프에 대한 박리 강도가 5 N/mm 이하의 재질인 것이 바람직하다. 또한, 로 내의 반송 롤러 (17)은 공정 시트의 수축에 맞춰서 그 속도를 개별로 제어할 수 있는 것이 가열 수축을 효율적으로 제거하기 위해서는 바람직하다.
히터 (16)과 반송 롤러 (17)은 어닐링 로 (15) 중에 설치하여, 외기와의 접촉을 가능한 한 적게 하는 쪽이 로 내의 온도가 안정되고, 공정 시트의 열처리가 안정되기 때문에 바람직하다. 또한, 로 내의 온도를 균일하게 안정화시킬 목적으로 열풍을 로 내에 공급하는 것은 바람직한 형태의 하나이다.
또한 필요에 따라, 한 쌍의 닙 롤러 (14)를 어닐링 로 (15)의 상류에 설치하는 것이 바람직하다. 닙 롤러 (14)를 설치함으로써, 제막 공정으로의 어닐링 처리 공정의 영향을 차단할 수 있기 때문에 바람직하다. 구체적으로는, 공정 시트를 가열할 때의 수축이 제막 공정에 영향을 미치는 것을 방지하거나, 어닐링 공정으로의 공정 시트의 공급을 안정화시킬 수 있다.
또한, 어닐링 로 (15)의 출구와 엠보싱 롤러 (20) 사이에 시트 취출 롤러 (18)을 설치해 두는 것이 바람직하다. 시트 취출 롤러 (18)은 어닐링 로 (15)로부터 공정 시트를 취출하는 역할을 담당한다. 시트 취출 롤러 (18)이 없으면, 어닐링 로 내의 롤러 (17) 중에서 가장 출구측의 롤러와, 엠보싱 가공 롤러 (20) 사이에서 공정 시트가 인장되어 변형을 발생시키는 경우가 있다. 또한, 어닐링 처리시에, 공정 시트의 가열 수축에 공정 시트의 폭 방향으로 불균일이 있으면 주름 등이 발생되는 경우가 있기 때문에, 그 주름을 제거하기 위해서 시트 취출 롤러 (18)이 익스팬더 롤러(expander roller)(궁형 만곡 롤러)인 것도 바람직하다. 또한 시트 취출 롤러 (18)은 로 내의 반송 롤러 (17)과 마찬가지로, 이형성을 부여해 두는 것이 바람직하다.
또한, 시트 취출 롤러 (18)은 그의 표면 온도가 너무 낮으면, 엠보싱 롤러에 공급되는 공정 시트가 냉각되어 엠보싱 형상의 전사성이 저하되는 경우가 있다. 반대로 표면 온도가 너무 높으면, 공정 시트가 시트 취출 롤러 (18)에 점착되어 공정 시트의 반송이 곤란해지는 경우가 있다. 그 때문에, 시트 취출 롤러 (18)의 표면 온도는 20 내지 80℃의 범위로 온도 조정해 두는 것이 바람직하다. 나아가 어닐링 로 출구의 공정 시트의 온도와 동등하거나, 그 이하의 표면 온도로 해 두는 것이 바람직하다. 시트 취출 롤러 (18)의 표면 온도가 어닐링 로로부터 방출된 공정 시트의 표면 온도보다 높으면, 공정 시트는 롤러에 점착되는 경우가 있다.
공정 시트의 온도 저하를 방지하기 위해서, 어닐링 로 (15)와 엠보싱 롤러 (20)의 거리는 가능한 한 짧은 것이 바람직하다. 이 때문에, 시트 취출 롤러 (18)은 복수개 설치할 수도 있지만, 보다 적은 쪽이 바람직하고, 많아도 3개 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 또는 2개이다.
어닐링 처리 공정과 다음 공정 (c)를 연속하여 행할 때에, 어닐링 로 (15)로부터 방출된 공정 시트의 표면 온도와, 공정 (c)에서 엠보싱 롤러에 도입되는 공정 시트의 표면 온도를 제어하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 공정 시트의 표면 온도를 정확하게 파악하기 위해서, 어닐링 로 (15)의 출구 부분 및 엠보싱 가공 직전의 공정 시트의 표면 온도를 측정하기 위해 비접촉식 적외선 온도계 (33)을 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 어닐링 로 (15) 중에도 비접촉식 온도계를 복수개 설치하여, 공정 시트의 표면 온도를 계측하는 것이 바람직하다.
어닐링 처리 공정에서는, 공정 시트의 적어도 한쪽 표면의 최고 온도를, 이 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점 이상의 온도가 될 때까지 가열한다. 이 가열한 측의 표면에, 다음 공정 (c)에서 엠보싱 가공이 실시된다. 여기서 「표면 부분을 구성하는 수지 조성물」이란, 공정 시트가 단층 시트인 경우 이 공정 시트를 구성하는 수지 조성물이며, 공정 시트가 복수개의 층이 적층된 적층 시트인 경우 가열한 측의 표면의 층을 구성하는 수지 조성물이다. 최고 온도가 수지 조성물의 융점 미만의 온도밖에 되지 않는 어닐링 처리를 실시하더라도, 가열 수축률을 저감시키는 효과가 불충분하거나, 장시간의 처리가 필요해진다. 또한, 표면의 최고 온도는 (가열한 측의 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점+5℃) 내지 (가열한 측의 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점+35℃)의 온도 범위 내가 바람직하다. 어닐링 처리 중의 온도가 너무 높아지면, 공정 시트가 반송 롤러에 점착되거나, 평면성이 저하하거나, 그들을 원인으로 하여 다음 공정 (c)에서 주름이 발생하는 경우가 있다. 예를 들어, 융점 71℃의 EVA 수지로 구성된 공정 시트의 경우에는, 어닐링 처리 공정에서의 표면의 최고 도달 온도는 76 내지 106℃의 범위인 것이 바람직하다.
공정 시트를 가열하는 시간, 즉 어닐링 로 내에 공정 시트를 체류시키는 시간은 22 내지 55초의 범위 내이다. 이 가열 시간은 연마 롤러(13)에 의해 냉각된 공정 시트를, 공정 시트의 표면 온도를 융점 온도 이상으로 도달시킬 때까지 필요한 시간과, 융점 온도 이상으로 도달 후에 가열 수축을 저감시키기 위한 어닐링 처리를 행하는 시간의 합계이다. 가열 시간이 22초 미만이면 가열 수축의 제거가 불충분해진다. 가열 시간이 55초를 초과하여 가열하더라도, 효과는 포화되어 있어 어닐링 로의 길이가 불필요하게 길어질 뿐이다. 가열 시간의 하한은 22초 이상이 바람직하고, 25초 이상이 보다 바람직하다. 가열 시간의 상한은 가열 수축의 제거가 충분히 되어 있는 한 짧은 쪽이 좋고, 45초 이하가 바람직하고, 40초 이하가 보다 바람직하다.
[공정 (c): 엠보싱 가공 공정]
다음으로 공정 (c)에 대하여 설명한다. 공정 (c)는 어닐링 공정에서의 가열에 의해 고온 상태로 된 공정 시트에 엠보싱 가공을 실시하여, 공정 시트 표면에 엠보싱 형상을 형성하는 공정이다. 공정 (c)에는, 공정 시트에 엠보싱 형상을 형성하기 위한 엠보싱 롤러 (20), 엠보싱 대향 롤러 (19) 및 냉각 롤러 (21)이 설치되어 있다. 이후, 이 공정 (c)를 엠보싱 가공 공정이라고 칭한다.
엠보싱 롤러 (20)의 표면에는, 공정 시트에 형성하고자 하는 엠보싱 형상에 대응하여, 그 엠보싱 형상을 반전시킨 조각이 실시되어 있다. 공정 시트에 형성하는 엠보싱 형상은 랜덤 형상이나 기하학 모양 등 필요에 따라 결정하면 된다. 그러나 엠보싱 형상의 형성이 불충분하다면, 공정 시트의 반송성이나 롤 형상에 감았을 때에 블로킹이 발생하기 쉬워지거나, 태양 전지 모듈을 작성할 때에 공기가 빠지기 어려워져, 모듈 내에 기포를 발생시키는 원인이 될 가능성이 있다. 엠보싱 롤러의 표면에 실시되는 조각의 모양은 반구 형상이나, 삼각뿔, 사각뿔, 육각뿔, 원뿔 등의 뿔 형상이나, 이들의 정상부를 편평하게 한 사다리꼴 형상을 채용할 수 있다. 또한, 이들의 형상이 혼재된 모양일 수도 있다. 이들 중에서도, 반구 형상 및/또는 사각뿔 형상이 바람직하다. 여기서 「반구 형상 및 사각뿔 형상」이란, 반구 형상과 사각뿔 형상이 혼재하고 있는 모양의 조각을 의미한다. 밀봉재 시트의 태양 전지 셀로의 가압시에, 집중 가중이 걸리기 어려우며 균일하게 가중을 분산시킬 수 있는 점에서 반구 형상이 바람직하다. 또한, 밀봉재 시트의 반사광의 불균일이 발생하기 어렵고, 표면 품위가 우수한 점에서 사각뿔 형상이 바람직하다. 그리고, 이들 반구 형상과 사각뿔 형상 양쪽의 특징을 나타낼 수 있기 때문에, 반구 형상과 사각뿔 형상을 혼재시킨 모양도 바람직하다. 반구 형상과 사각뿔 형상을 혼재시키는 경우, 각각의 비율은 어느쪽의 특징을 더 요구하는지에 따라서 임의로 정하면 된다. 특히 바람직하게는, 모두가 반구 형상의 모양이다.
엠보싱 롤러 표면의 조각이 너무 깊은 경우, 엠보싱 가공시에 큰 프레스 압력이 필요해져서 설비가 대형으로 된다. 따라서, 엠보싱 롤러의 조각의 깊이는 공정 시트의 두께에도 의존하는데, 65 내지 350 ㎛의 범위 내가 바람직하다. 또한 엠보싱 롤러의 조각의 깊이란, 엠보싱 롤러의 중심으로부터 엠보싱 롤러의 표면(조각이 실시되어 있지 않은 부분)까지의 거리와, 엠보싱 롤러의 중심으로부터 조각의 오목부(골짜기 부분)의 가장 깊은 부분까지의 거리와의 차를 나타낸다. 이 조각의 깊이는 JIS B0601(2001)에 준거하여, 표면 조도 측정기를 사용하여 측정되는 최대 높이 Pz(㎛)에 의해 나타난다.
엠보싱 롤러의 표면에는, 깊이 1 내지 20 ㎛의 오목부가 더 실시되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 미소한 오목부가 실시된 엠보싱 롤러로 엠보싱 가공함으로써, 시트의 표면에 미소한 돌기가 형성된다. 그 결과, 시트의 미끄럼성이 향상되어 취급하기 쉬워질 뿐 아니라, 미소한 돌기에 의해 광이 산란되어 시트의 백색성이 향상되기 때문에, 부착 이물질 등의 검사가 용이해진다. 이러한 미소한 오목부는 엠보싱 롤러 표면에 조각을 실시한 후에, 공지된 블라스트 처리 등을 실시함으로써 용이하게 형성할 수 있다. 미소한 오목부의 깊이는 블라스트 가공시의 입자 크기나, 압력 조건에 따라 조정할 수 있다.
엠보싱 롤러와 대향하는 엠보싱 대향 롤러 (19)는, 엠보싱 롤러 표면의 조각의 공정 시트에 대한 전사성을 향상시키기 위해서 금속 롤러에 고무를 감은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 고무의 종류에 대해서는 실리콘 고무, 니트릴 고무, 클로로프렌 고무 등 특별히 한정되는 것은 아니나, JIS K 6253-2006에 준거한 타입 A 경도가 65 내지 85°의 범위인 고무가 바람직하다. 65°를 하회하거나, 85°를 초과하더라도 엠보싱 형상의 전사성이 저하되는 경우가 있다. 이들 고무 중에서도, 고온에서 점착되기 쉬운 공정 시트와의 이형성이 좋기 때문에 실리콘 고무가 가장 바람직하다.
엠보싱 가공 공정에서는, 엠보싱 롤러에 공급하는 공정 시트의 어닐링 처리 공정에서 가열한 표면의 온도를 (이 표면을 구성하는 수지 조성물의 융점-10℃) 내지 (이 표면을 구성하는 수지 조성물의 융점+20℃)의 온도 범위 내로 한다. (수지 조성물의 융점-10℃) 미만이면 엠보싱 형상의 전사성이 저하된다. (수지 조성물의 융점+20℃)을 초과하면, 어닐링 공정에서의 공정 시트의 온도가 너무 높아져 있어 어닐링 공정에서 주름 등이 발생하기 쉬워진다. 예를 들어 표면측의 층이 융점이 71℃인 EVA 수지로 구성되어 있는 경우에는, 엠보싱 가공시의 표면 온도는 61 내지 91℃의 범위 내로 한다.
또한, 엠보싱 롤러 (20)의 가압 압력은 공정 시트에 걸리는 선압력이 150 내지 500 N/cm인 범위로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 200 내지 450 N/cm의 범위이다. 선압력이 150 N/cm 미만이면 엠보싱 형상의 전사성이 저하되는 경우가 있다. 500 N/cm을 초과한 선압력을 부가하고자 하면 설비를 대형화할 필요가 발생하고, 그 경우 대향 고무 롤러의 수명이 저하된다.
도 2에 도시한 종래의 기술에서는, 엠보싱 롤러 (13b')의 가압 압력이 높더라도 선압력 100 N/cm 정도로 충분하였다. 이것은 T 다이로부터 압출되는 수지의 온도는, 예를 들어 융점이 71℃인 EVA 수지를 사용하는 경우에는 100 내지 120℃의 범위인 경우가 많아 고온 상태이기 때문에, 엠보싱 형상의 전사에는 선압력 100 N/cm 정도로 충분하기 때문이라고 추측된다. 한편, 본 발명의 제조 방법에서는 상술한 바와 같이 (수지 조성물의 융점-10℃) 내지 (수지 조성물의 융점+20℃)의 온도 범위 내에서 엠보싱 가공을 행한다. 이와 같이, 엠보싱 가공시의 공정 시트의 표면 온도가 낮아지면 엠보싱 형상을 전사하기 어려워지기 때문에, 엠보싱 가공에 필요한 가압 압력을 높게 하는 것이 바람직하다. 즉, 선압력을 150 N/cm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 말하는 선압력이란, 롤러의 가압 하중을 롤러의 면길이로 나눈 값이다.
또한, 이와 같이 비교적 저온에서의 엠보싱 가공에 있어서, 엠보싱 형상의 전사성을 향상시키기 위해서 엠보싱 롤러 (20)에 공정 시트를 감도록 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 엠보싱 롤러에 대한 감기 각도는 30 내지 270°의 범위인 것이 바람직하다. 얕은 엠보싱을 부여하는 것 뿐이면 감기 각도는 30° 미만이어도 되지만, 깊고 명확한 형상의 엠보싱을 부여하기 위해서는 감기 각도를 30°이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 감기 각도는 간이적으로는 엠보싱 롤러 (20)에 공정 시트 (32)가 접하고 있는 부분의 원호의 길이와, 엠보싱 롤러의 원주와의 비율로부터 계산할 수 있다. 예를 들어, 감기 각도가 90°인 경우에는, 엠보싱 롤러의 원주의 1/4의 길이에 상당하는 부분에 공정 시트가 접촉하고 있는 것을 의미한다.
이 엠보싱 가공 공정에서의 엠보싱 롤러 (20)의 표면 온도는, (엠보싱 형상을 전사하는 측의 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점-20℃) 이하가 바람직하다. 엠보싱 롤러의 온도가 낮으면 공정 시트의 이형성이 앙호해져서, 공정 시트가 롤러에 권취되기 어려워진다. 그 결과 엠보싱 롤러로부터 공정 시트를 박리할 때의 부하가 경감되어, 보다 품위가 양호한 태양 전지 밀봉재 시트가 얻어진다.
공정 시트를 엠보싱 롤러로부터 이형한 후, 냉각 롤러 (21)에 의해 공정 시트를 냉각시켜 공정 시트의 표면 온도를 실온 부근까지 빠르게 저하시킨다.
이와 같이 하여 제막하고, 어닐링 처리에 의해 가열 수축을 제거하고, 엠보싱 형상을 형성한 공정 시트 (32)를 결점 검사나 공정 시트의 치수를 원하는 폭으로 조정한 후, 권취기 등에 의해 롤 형상으로 권취하거나, 원하는 길이의 커트 시트로 재단하여 태양 전지 모듈의 제조에 사용한다.
[태양 전지 밀봉재 시트]
다음으로 태양 전지 밀봉재 시트에 대하여 설명한다. 밀봉재 시트는 표면에 높이 60 내지 300 ㎛의 독립된 돌기를 갖고 있는 것이 바람직하다. 밀봉재 시트의 표면에 독립된 높이 60 ㎛ 이상의 돌기를 가짐으로써, 태양 전지 모듈을 제조할 때의 진공 라미네이트시에, 밀봉재 시트와 태양 전지 셀 사이에 잔류한 공기를 다방향으로부터 효율적으로 제거하여 기포의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 밀봉재 시트의 태양 전지 셀에 대한 가압 압력을 분산시켜서, 셀 파괴의 발생을 억제할 수 있다. 밀봉재 시트 표면의 형상이 독립된 돌기가 아니라 연속된 홈 형상이면, 홈에 직행하는 방향으로의 탈기가 불충분해져서 잔류한 공기가 기포가 된다. 또한, 돌기의 높이가 300 ㎛ 이하이면, 진공 라미네이트시의 돌기의 정상부로의 하중 집중이 억제되어, 태양 전지 셀이 파괴되는 것을 방지할 수 있다. 여기서 「독립된 돌기」란, 돌기의 저면에 주목한 때에, 후술하는 저변의 길이 D가 70 내지 6000 ㎛의 범위인 돌기이다.
또한 독립된 돌기는 밀봉재 시트를 평판으로 끼우고, 두께 방향으로 50 kPa의 압력을 부여하여 압축시켜, 돌기가 변형되어 돌기의 정상부가 평판과 접하는 영역이 확대된 때에, 2개의 인접하는 돌기에서 유래되는 2개의 영역 사이에 20 내지 800 ㎛의 간극이 확보되는 것이 바람직하다.
독립된 돌기는, 돌기의 높이(T)와 돌기의 저변 길이(D)의 비(T/D)가 0.05 내지 0.80인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.80이다. T/D비가 0.05 미만이면 밀봉재 시트의 쿠션성이 불충분해지는 경우가 있다. T/D비가 0.80을 초과하면, 돌기의 정상부로의 집중 하중이 일어나서 셀 파괴가 발생하는 경우가 있다. 돌기의 높이 T는 다음과 같이 하여 측정한다. 우선, 한쪽면에 돌기가 있는 경우를 설명한다. 밀봉재 시트의 돌기가 있는 측의 면을 A면, 돌기가 없는 측의 면을 B면으로 한다. 도 3에 도시한 바와 같이, A면의 돌기의 정점부터 B면까지의 거리를 Tmax, A면의 돌기가 없는 부분부터 B면까지의 거리를 Tmin으로 한다. 이 Tmax와 Tmin의 차가 돌기의 높이 T이다. 다음으로 양쪽에 돌기가 있는 경우를 설명한다. 밀봉재 시트의 한쪽면을 A면, 다른 한쪽면을 B면으로 한다. 도 4에 도시한 바와 같이, A면의 돌기의 정점부터 B면의 돌기가 없는 부분까지의 거리를 TAmax, B면의 돌기의 정점부터 A면의 돌기가 없는 부분까지의 거리를 TBmax, A면의 돌기가 없는 부분부터 B면의 돌기가 없는 부분까지의 거리를 Tmin으로 한다. 이 TAmax와 Tmin의 차가 A면의 돌기의 높이 TA, TBmax와 Tmin과의 차가 B면의 돌기의 높이 TB이다. 돌기의 저변의 길이란, 도 5에 도시하는 돌기의 외주 직경 D이다. 또한, 돌기 저면의 형상이 삼각형이나 육각형 등의 다각형, 타원형인 경우, 돌기의 저변의 길이는 저면의 형상을 포함하는 최소 진원의 직경이다. 상기의 Tmax, Tmin, D에 대해서는 실체 현미경에 의한 시트의 관찰에 의해 측정할 수 있다.
바람직한 돌기의 높이 T는, 상기한 바와 같이 60 내지 300 ㎛이다. 돌기의 높이 T가 60 ㎛인 경우에는, 돌기의 저변 D의 길이는 75 내지 1200 ㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 75 내지 400 ㎛이다. 돌기의 높이 T가 300 ㎛인 경우에는, 돌기의 저변 D의 길이는 375 내지 6000 ㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 375 내지 2000 ㎛이다.
독립된 돌기의 개수는 시트편측의 면적 1 ㎠당 40 내지 2300 개가 바람직하다. 보다 바람직하게는 40 내지 1100개이다. 독립된 돌기가 40개/㎠ 미만이면 셀 파괴나 기포가 발생하는 경우가 있다. 2300개/㎠를 초과하면, 상기의 T/D비가 증대하여, 돌기 정상부로의 집중 하중에 의해 셀 파괴가 발생하는 경우가 있다.
밀봉재 시트는, 80℃의 온수 중에 1분간 방치시켰을 때의 시트 흐름 방향의 가열 수축률이 30％ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 25％ 이하이다. 여기서 「온수 중에 방치시킨다」란, 밀봉재 시트의 비중이 작아 밀봉재 시트가 온수의 표면에 떠오르는 경우에는, 밀봉재 시트를 위로부터 눌러서 온수 중에 가라앉히거나 하지 않고, 그 떠오른 그대로의 상태에서 방치시키는 것이다. 한편, 밀봉재 시트의 비중이 커서 밀봉재 시트가 온수 중에 가라앉는 경우에는, 밀봉재 시트를 아래로부터 지지하거나 하지 않고, 그 가라앉은 그대로의 상태에서 방치시키는 것이다. 또한 「시트 흐름 방향」이란, 밀봉재 시트의 제조 공정에 있어서 공정 시트가 흘러 가는 방향이다. 태양 전지 모듈의 제조에 있어서의 일반적인 진공 라미네이트 공정에서는, 밀봉재 시트가 충분히 용융될 때까지 시트를 가압하지 않고 무하중 상태에서 진공 배기를 행하여, 밀봉재 시트의 용융 및 탈기를 행한다. 이때, 밀봉재 시트는 80℃ 정도의 고온에서 무하중 상태로 노출되는 점에서, 밀봉재 시트의 수축이 발생하고, 결과적으로 셀의 파괴나 위치 어긋남이 발생한다. 본 발명자들이 셀의 파괴나 위치 어긋남에 착안하여 검토를 행한 결과, 진공 라미네이터 내를 재현한 무하중 상태에서 공정 시트를 1분간 방치시켰을 때에, 시트 흐름 방향의 가열 수축률이 30％ 이하이면 셀의 파괴를 더욱 억제할 수 있는 것을 발견하였다. 이 진공 라미네이터 내를 재현한 상태라고 하는 것은 80°의 온수 중에 공정 시트를 방치시키는 상태이다. 또한, 시트의 흐름 방향과 직교하는 방향의 가열 수축률은 흐름 방향에 비해 미소한 점에서 특별히 한정되지 않지만, 5％ 이하인 것이 바람직하다.
독립된 돌기의 형상은 반구 형상이나, 삼각뿔, 사각뿔, 육각뿔, 원뿔 등의 뿔형 형상이나, 이들의 정상부를 편평하게 한 사다리꼴 형상이 바람직하다. 또한, 이들 돌기 형상이 혼재된 상태일 수도 있다. 이들 중에서도, 반구 형상 및/또는 사각뿔 형상이 바람직하다. 여기서 「반구 형상 및 사각뿔 형상」이란, 반구 형상의 돌기와 사각뿔 형상의 돌기가 혼재되어 있는 표면 형상을 의미한다. 태양 전지 셀로의 가압시에, 태양 전지 셀로의 집중 하중이 걸리기 어려우며 균일하게 하중을 분산시킬 수 있는 점에서 반구 형상이 바람직하다. 또한, 반사광의 불균일이 발생하기 어렵고, 표면 품위가 우수한 점에서 사각뿔 형상도 바람직하다. 그리고, 이들 반구 형상과 사각뿔 형상 양쪽의 특징을 나타낼 수 있기 때문에, 반구 형상과 사각뿔 형상을 혼재시킨 형상도 바람직하다. 반구 형상과 사각뿔 형상을 혼재시키는 경우에는, 각각의 비율은 어느 쪽의 특징이 더욱 요구되는지에 따라서 임의로 정하면 된다. 특히 바람직하게는, 모두가 반구 형상의 모양이다.
본 발명의 밀봉재 시트는, 독립된 돌기를 갖는 면에 추가로 높이 1 내지 15 ㎛의 돌기를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 미소한 돌기를 갖고 있음으로써, 시트의 미끄럼성이 향상되어 취급하기 쉬워진다. 또한, 미소한 돌기에 의해 광이 산란하여 시트의 백색성이 향상되기 때문에, 부착 이물질 등의 검사가 용이해진다.
이러한 미소한 돌기는 어닐링 공정에 이어서, 엠보싱 가공을 실시하는 본 발명의 제조 방법에 의해 달성할 수 있다. 엠보싱 가공을 실시한 후에, 가열에 의한 어닐링 처리를 실시하는 종래의 방법에 있어서 높이 수10 ㎛ 이상의 큰 돌기는 가열 처리 후에도 시트에 잔존하는 경우가 있지만, 높이 수㎛ 정도의 미소한 돌기는 열처리에 의해 소실된다.
또한, 미소한 돌기의 높이는 다음과 같이 하여 측정한 수치이다. 시트의 표면을 JIS B0601 (2001)에 준거하여, 주지의 레이저 현미경, 예를 들어 가부시끼가이샤 기엔스 제조의 레이저 현미경 VK-X100 등을 사용하여 시트 표면을 배율 400으로 촬영한다. 얻어진 화상의 조도 곡선에 있어서, 컷오프값 0.080 mm로 한 때의 Rz값을 미소한 돌기의 높이로 한다.
본원에 있어서는, 태양 전지의 셀 파괴를 억제하기 위한 밀봉재 시트의 쿠션성을 평가하는 지표로서, 밀봉재 시트의 돌기를 갖는 면을 두께 방향으로 100 ㎛ 압축했을 때의 시트의 반발 응력을 채용한다. 태양 전지의 셀 파괴성과 밀봉재 시트의 쿠션성의 관계에 대하여 예의 검토한 결과, 셀의 파괴가 억제되는 반발 응력은 70 kPa 이하인 것이 바람직한 것을 발견하였다. 또한, 상기의 반발 응력은 압축 변위로서 5 ㎛ 이하, 압축 가중으로서 100 Pa 이하의 분해능을 갖는 압축 시험 장치를 사용하여, 편평한 가압 단자를 0.02 mm/s의 가압 속도로, 밀봉재 시트의 돌기를 갖는 면을 두께 방향으로 100 ㎛ 가압했을 때의 시트의 반발 응력(kPa)을 측정함으로써 얻어진다. 밀봉재 시트의 반발 응력이 70 kPa 이하이면, 돌기를 갖는 면을 태양 전지 셀과 접하도록 적층시키고, 진공 라미네이트를 행함으로써 태양 전지 셀의 파괴를 억제할 수 있다. 또한, 밀봉재 시트의 돌기를 갖는 면과는 반대측의 면의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 태양 전지 모듈 제조시의 밀봉재 시트의 점착 방지 등의 점에서, 높이 2 내지 10 ㎛ 정도의 미소한 돌기를 갖는 것이 바람직하다.
밀봉재 시트의 두께는 50 내지 1500 ㎛가 바람직하다. 보다 바람직하게는 100 내지 1000 ㎛, 특히 바람직하게는 200 내지 800 ㎛이다. 50 ㎛ 미만에서는 태양 전지 밀봉재 시트의 쿠션성이 부족해지거나, 작업성의 관점에서 문제가 발생하는 경우가 있다. 또한 1500 ㎛을 초과하면 생산성의 저하나 밀착성의 저하가 문제가 되는 경우가 있다. 또한, 밀봉재 시트의 두께는, 밀봉재 시트의 한쪽면에만 돌기가 형성되어 있는 경우 돌기의 정점부터 돌기를 갖는 면과는 반대측의 면까지의 거리이다. 밀봉재 시트의 양면에 돌기가 형성되어 있는 경우에는, 한쪽면의 돌기의 정점부터 반대면의 돌기의 정점까지의 거리이다.
이와 같이, 밀봉재 시트의 표면에 독립된 돌기를 정확하게 형성하거나, 밀봉재 시트의 가열 수축률을 특정한 범위 내로 억제하기 위해서는, 본 발명의 제조 방법으로 밀봉재 시트를 제조하는 것이 바람직하다.
[태양 전지 밀봉재 시트를 구성하는 원료]
다음으로 밀봉재 시트를 구성하는 수지 조성물에 대하여 설명한다. 또한, 적어도 돌기가 형성되는 측의 표면 부분을 구성하는 수지 조성물이 이하에 설명하는 수지 조성물의 조성 등을 만족시키는 것이 바람직하다. 물론, 공정 시트를 구성하는 모든 수지 조성물이 이하에 설명하는 수지 조성물의 조성 등을 만족시키고 있는 것이 보다 바람직하다.
밀봉재 시트를 구성하는 수지 조성물은 폴리올레핀계 수지를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 폴리올레핀계 수지로서는, 호모폴리프로필렌, 프로필렌을 주성분으로 하는 것 외의 단량체와의 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐 3원 공중합체 등의 폴리프로필렌계 수지, 저밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 하는 것 외의 단량체와의 공중합체 등의 폴리에틸렌계 수지, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다. 에틸렌을 주성분으로 하는 것 외의 단량체와의 공중합체로서는, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 에틸렌-불포화 단량체 공중합체를 들 수 있다. α-올레핀으로서는, α-올레핀이 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부틸렌, 1-펜텐, 2-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 1-헵탄, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센인 것 등을 들 수 있다. 불포화 단량체로서는, 아세트산비닐, 아크릴산, 메타크릴산, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트 또는 비닐알코올 등을 들 수 있다. 또한 이들 폴리올레핀계 수지에, 필요에 따라 실란 화합물이나, 카르복실산, 글리시딜 화합물 등을 사용하여, 소량 공중합시키거나, 변성시키거나 하는 것은 바람직한 형태의 하나이다.
이들 폴리올레핀계 수지 중에서도, 태양 전지 밀봉재로서 중요한 투명성이나 태양 전지 셀과의 접착성 등의 관점에서, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 에틸렌메틸메타크릴레이트 공중합체, 저밀도 폴리에틸렌을 에틸렌성 불포화 실란 화합물로 변성시킨 것 등을 사용하는 것이 바람직하다. 에틸렌아세트산비닐 공중합체나, 에틸렌메타크릴레이트 공중합체를 사용하는 경우, 공중합 성분의 함유량은 15 내지 40 질량％의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 밀봉재 시트를 구성하는 수지 조성물은 유기 과산화물을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 유기 과산화물은 100℃ 이상의 온도에서 분해되어 라디칼을 발생하는 것이면 어떤 것이든 사용할 수 있고, 태양 전지 밀봉재 시트를 제조할 때의 온도, 태양 전지 모듈을 제작할 때의 가열·접합 온도 및 가교제 자체의 저장 안정성 등을 고려하여 선택하면 된다. 특히, 반감기 10시간의 분해 온도가 70℃ 이상인 것이 바람직하다. 이러한 유기 과산화물의 예로서는, 1,1-디(t-헥실퍼옥시)시클로헥산, n-부틸4,4-디-(t-부틸퍼옥시)발레레이트, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥시드, 디t-헥실퍼옥시드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3, 디숙신산퍼옥시드, 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보네이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시―2-에틸헥사노에이트, t-헥실퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-헥실퍼옥시이소프로필모노카르보네이트, 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보네이트, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카르보네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시이소부티레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, t-부틸퍼옥시이소노나노에이트, t-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-아밀퍼옥시노르말옥토에이트, t-아밀퍼옥시이소노나노에이트, t-아밀퍼옥시-2-에틸헥실카르보네이트, 디-t-아밀퍼옥시드, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 에틸3,3-디(t-부틸퍼옥시)부티레이트, 1,1-디(t-아밀퍼옥시)시클로헥산 등을 들 수 있다. 이들 유기 과산화물은 2종 이상 조합하여 사용할 수도 있다. 이들 유기 과산화물의 함유량은, 폴리올레핀계 수지 100 질량부에 대하여 0.1 내지 5 질량부가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.1 내지 3 질량부, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2 질량부이다. 유기 과산화물의 함유량이 0.1 질량부 미만이면 폴리올레핀계 수지를 가교시킬 수 없는 경우가 있다. 5 질량부를 초과하여 함유하더라도 그 함유 효과가 낮을 뿐 아니라, 미분해된 유기 과산화물이 밀봉재 시트 중에 잔존하여 경년 열화의 원인이 될 가능성이 있다.
밀봉재 시트를 구성하는 수지 조성물은, 가교 보조제, 실란계 커플링제, 광안정제, 자외선 흡수제, 산화 방지제 등을 더 포함하고 있을 수도 있다.
가교 보조제는 분자 내에 복수개의 불포화 결합을 갖는 다관능성 단량체이며, 유기 과산화물의 분해에 의해 발생된 활성 라디칼 화합물과 반응하여, 폴리올레핀계 수지를 균일하게 효율적으로 가교시키기 위하여 사용된다. 이들 가교 보조제의 예로서는, 트리알릴이소시아누레이트, 트리알릴시아누레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 트리스[(메트)아크릴옥시에틸]이소시아누레이트, 디메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨에톡시테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디비닐벤젠 등을 들 수 있다. 이들 가교 보조제는 각각 단독으로 사용할 수도 있고, 2종류 이상을 병용할 수도 있다. 또한, 본 발명에 있어서 「(메트)아크릴레이트」는 「아크릴레이트 또는 메타크릴레이트」를 의미한다.
이들 가교 보조제 중에서도, 트리알릴이소시아누레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트가 특히 바람직하다. 이들 가교 보조제를 첨가하는 경우의 함유량은, 폴리올레핀계 수지 100 질량부에 대하여 0 내지 5 질량부가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.1 내지 3 질량부, 특히 바람직하게는 0.3 내지 3 질량부이다. 5 질량부를 초과하여 함유하더라도 효과의 향상은 근소하고, 비용 상승의 요인이 된다.
실란계 커플링제는 태양 전지 밀봉재 시트와, 태양 전지 셀, 백시트, 유리 등의 각종 부재와의 접착성을 향상시키기 위하여 사용하는 것이 바람직하다. 실란계 커플링제를 첨가하는 경우의 함유량은, 폴리올레핀계 수지 100 질량부에 대하여 0.05 내지 2 질량부의 범위인 것이 바람직하다. 0.05 질량부 미만이면 함유 효과가 작다. 2 질량부를 초과하여 함유하더라도 접착성의 향상 효과는 작다. 실란계 커플링제로서는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 메타크릴옥시기, 아크릴옥시기, 에폭시기, 머캅토기, 우레이도기, 이소시아네이트기, 아미노기, 수산기, 그 중에서 선택된 적어도 1종의 관능기를 갖는 알콕시실란 화합물을 들 수 있다. 그 구체예로서는, γ-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 메타크릴옥시기 함유 알콕시실란 화합물, γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 아크릴옥시기 함유 알콕시실란 화합물, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시기 함유 알콕시실란 화합물, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리에톡시실란 등의 머캅토기 함유 알콕시실란 화합물, γ-우레이도프로필트리에톡시실란, γ-우레이도프로필트리메톡시실란 등의 우레이도기 함유 알콕시실란 화합물, γ-이소시아네이토프로필트리에톡시실란, γ-이소시아네이토프로필트리메톡시실란, γ-이소시아네이토프로필메틸디메톡시실란 등의 이소시아네이토기 함유 알콕시실란 화합물, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노기 함유 알콕시실란 화합물, γ-히드록시프로필트리메톡시실란, γ-히드록시프로필트리에톡시실란 등의 수산기 함유 알콕시실란 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리올레핀계 수지와의 상용성의 관점에서 메타크릴옥시기 함유 알콕시실란 화합물이 바람직하고, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란이 더욱 바람직하다.
밀봉재 시트를 구성하는 수지 조성물은, 자외선 흡수제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 자외선 흡수제는 조사광 중의 유해한 자외선을 흡수하고, 분자 내에서 무해한 열에너지로 변환하여, 고분자 중의 광 열화 개시의 활성종이 여기되는 것을 방지하는 것이다. 자외선 흡수제로서는 기지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 트리아진계, 살리실산계, 시아노아크릴레이트계 등을 사용할 수 있다. 이들 중 1종을 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합해서 사용할 수도 있다.
벤조페논계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 2,2'-디히드록시-4,4'-디(히드록시메틸)벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-디(2-히드록시에틸)벤조페논, 2,2'-디히드록시-3,3'-디메톡시-5,5'-디(히드록시메틸)벤조페논, 2,2'-디히드록시-3,3'-디메톡시-5,5'-디(2-히드록시에틸)벤조페논, 2,2'-디히드록시-3,3'-디(히드록시메틸)-5,5'-디메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-3,3'-디(2-히드록시에틸)-5,5'-디메톡시벤조페논, 2,2-디히드록시-4,4-디메톡시벤조페논 등을 들 수 있다.
벤조트리아졸계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 2-〔2'-히드록시-5'-(히드록시메틸)페닐〕-2H-벤조트리아졸, 2-〔2'-히드록시-5'-(2-히드록시에틸)페닐〕-2H-벤조트리아졸, 2-〔2'-히드록시-5'-(3-히드록시프로필)페닐〕-2H-벤조트리아졸, 2-〔2'-히드록시-3'-메틸-5'-(히드록시메틸)페닐〕-2H-벤조트리아졸, 2-〔2'-히드록시-3'-메틸-5'-(2-히드록시에틸)페닐〕-2H-벤조트리아졸, 2-〔2'-히드록시-3'-메틸-5'-(3-히드록시프로필)페닐〕-2H-벤조트리아졸, 2-〔2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-(히드록시메틸)페닐〕-2H-벤조트리아졸, 2-〔2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-(2-히드록시에틸)페닐〕-2H-벤조트리아졸, 2-〔2'-히드록시-3'-t-옥틸-5'-(히드록시메틸)페닐〕-2H-벤조트리아졸, 2-〔2'-히드록시-3'-t-옥틸-5'-(2-히드록시에틸)페닐〕-2H-벤조트리아졸, 2-〔2'-히드록시-3'-t-옥틸-5'-(3-히드록시프로필)페닐〕-2H-벤조트리아졸 등, 또는 2,2'-메틸렌비스〔6-(2H-벤조트리아졸리-2-일)-4-(히드록시메틸)페놀〕, 2,2'-메틸렌비스〔6-(2H-벤조트리아졸리-2-일)-4-(2-히드록시에틸)페놀〕, 2,2'-메틸렌비스〔6-(2H-벤조트리아졸리-2-일)-4-(3-히드록시프로필)페놀〕, 2,2'-메틸렌비스〔6-(2H-벤조트리아졸리-2-일)-4-(4-히드록시부틸)페놀〕, 3,3-{2,2'-비스〔6-(2H-벤조트리아졸리-2-일)-1-히드록시-4-(2-히드록시에틸)페닐〕}프로판, 2,2-{2,2'-비스〔6-(2H-벤조트리아졸리-2-일)-1-히드록시-4-(2-히드록시에틸)페닐〕}부탄, 2,2'-옥시비스〔6-(2H-벤조트리아졸리-2-일)-4-(2-히드록시에틸)페놀〕, 2,2'-비스〔6-(2H-벤조트리아졸리-2-일)-4-(2-히드록시에틸)페놀〕아민 등을 들 수 있다.
트리아진계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 2-(2-히드록시-4-히드록시메틸페닐)-4,6-디페닐-s-트리아진, 2-(2-히드록시-4-히드록시메틸페닐)-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(2-히드록시에틸)페닐〕-4,6-디페닐-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(2-히드록시에틸)페닐〕-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(2-히드록시에톡시)페닐〕-4,6-디페닐-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(2-히드록시에톡시)페닐〕-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(3-히드록시프로폭시)페닐〕-4,6-디페닐-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(3-히드록시프로폭시)페닐〕-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(4-히드록시부틸)페닐〕-4,6-디페닐-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(4-히드록시부틸)페닐〕-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(4-히드록시부톡시)페닐〕-4,6-디페닐-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(4-히드록시부톡시)페닐〕-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-s-트리아진, 2-(2-히드록시-4-히드록시메틸페닐)-4,6-비스(2-히드록시-4-메틸페닐)-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(2-히드록시에틸)페닐〕-4,6-비스(2-히드록시-4-메틸페닐)-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(2-히드록시에톡시)페닐〕-4,6-비스(2-히드록시-4-메틸페닐)-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(3-히드록시프로필)페닐〕-4,6-비스(2-히드록시-4-메틸페닐)-s-트리아진, 2-〔2-히드록시-4-(3-히드록시프로폭시)페닐〕-4,6-비스(2-히드록시-4-메틸페닐)-s-트리아진 등을 들 수 있다.
살리실산계 자외선 흡수제로서는, 페닐살리실레이트, p-tert-부틸페닐살리실레이트, p-옥틸페닐살리실레이트 등을 들 수 있다.
시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제로서는, 2-에틸헥실-2-시아노-3,3'-디페닐아크릴레이트, 에틸-2-시아노-3,3'-디페닐아크릴레이트 등을 들 수 있다.
이들 자외선 흡수제 중에서도 벤조페논계의 자외선 흡수제가, 자외선 흡수 효과와 자외선 흡수제 그 자체의 착색의 관점에서 가장 바람직하다.
상기의 자외선 흡수제를 첨가하는 경우에는, 폴리올레핀계 수지 100 질량부에 대하여 0.05 내지 3 질량부가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.05 내지 2.0 질량부이다. 함유량이 0.05 질량부 미만이면 함유 효과가 낮고, 3 질량부를 초과하면 착색 경향이 된다.
밀봉재 시트를 구성하는 수지 조성물은, 광안정제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 광안정제는 중합체에 대하여 유해한 라디칼종을 보충하여, 새로운 라디칼을 발생하지 않도록 하는 것이다. 광안정제로서는 힌더드 아민계 광안정제가 바람직하게 사용된다.
힌더드 아민계 광안정제로서는, 데칸2산비스(2,2,6,6-테트라메틸-1(옥틸옥시)-4-피페리디닐)에스테르, 1,1-디메틸에틸히드로퍼옥시드 및 옥탄의 반응 생성물 70 질량％와 폴리프로필렌 30 질량％를 포함하는 것, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)[[3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]메틸]부틸말로네이트, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 및 메틸-1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜세바케이트 혼합물, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 테트라키스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트, 테트라키스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)-1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트, 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜-1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트와 트리데실-1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트의 혼합물, 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜-1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트와 트리데실-1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트의 혼합물, 폴리[{6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노-1,3,5-트리아진-2,4-디일}{(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노}헥사메틸렌{(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노}], 숙신산디메틸과 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘에탄올의 중합물, N,N',N", N"'-테트라키스-(4,6-비스-(부틸-(N-메틸-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)아미노)-트리아진-2-일)-4,7-디아자데칸-1,10-디아민과 상기 숙신산디메틸과 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘에탄올의 중합물의 혼합물, 디부틸아민·1,3,5-트리아진·N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜-1,6-헥사메틸렌디아민과 N-(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)부틸아민의 중축합물 등을 들 수 있다. 상술한 힌더드 아민계 광안정제는 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
이들 중에서도, 힌더드 아민계 광안정제로서는, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 및 메틸-1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜세바케이트의 혼합물, 및 메틸-4-피페리딜세바케이트, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 힌더드 아민계 광안정제는 융점이 60℃ 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
힌더드 아민계 광안정제를 첨가하는 경우의 함유량은, 폴리올레핀계 수지 100 질량부에 대하여 0.05 내지 3.0 질량부가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.05 내지 1.0 질량부이다. 함유량이 0.05 질량부 미만에서는 안정화 효과가 불충분하고, 3.0 질량부를 초과하여 함유하더라도 착색이나 비용 상승의 요인이 된다.
그 외에 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 기지의 첨가제로서, 산화 방지제, 난연제, 난연 보조제, 가소제, 활제, 착색제 등을 필요에 따라서 함유할 수도 있다.
[태양 전지 모듈]
태양 전지 모듈은 수광면 보호재와, 이면 보호재와, 이 수광면 보호제와 이면 보호재 사이에 배치되며, 밀봉재 시트에 의해 태양 전지 셀이 밀봉된 층으로 구성되어 있다. 여기서 사용되는 밀봉재 시트로서는, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 밀봉재 시트를 사용할 수도 있고, 상술한 표면에 독립된 돌기를 갖는 밀봉재 시트를 사용할 수도 있다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 밀봉재 시트는, 상기 구성의 재료를 적층 일체화시킬 때의 가열 수축이 작다. 그 때문에, 태양 전지 셀과 밀봉재 시트 사이, 수광면 보호재와 밀봉재 시트 사이, 이면 보호재와 밀봉재 시트 사이의 성형시의 잔류 응력이 작아, 장기간에 걸친 내구성이 우수한 태양 전지 모듈이 된다.
또한, 상술한 표면에 독립된 돌기를 갖는 밀봉재 시트는, 상기 구성의 재료를 적층 일체화시킬 때의 태양 전지 셀로의 가압 압력을 분산시킬 수 있으므로, 태양 전지 셀과 밀봉재 시트 사이의 잔류 응력을 작게 할 수 있다. 또한, 밀봉재 중의 기포의 잔존도 없다. 그 때문에, 장기간에 걸친 내구성이 우수한 태양 전지 모듈이 된다.
<실시예>
본 실시예에서 사용한 측정법을 하기에 나타내었다. 특별히 언급하지 않는 한, 측정 n수는 5로 하고, 평균값을 채용하였다.
(1) 시트의 두께
성형한 밀봉재 시트를 폭 방향에서 임의의 20점의 두께를 측정하고, 평균 두께를 구하였다. 측정기는 미쯔토요사 제조의 두께 측정기(547-301형)를 사용하였다. 밀봉재 시트의 두께는, 밀봉재 시트의 한쪽면에만 돌기가 형성되어 있는 경우, 돌기의 정점부터 돌기를 갖는 면과는 반대측의 면까지의 거리를 측정하였다. 밀봉재 시트의 양면에 돌기가 형성되어 있는 경우에는, 한쪽면의 돌기의 정점부터 반대면의 돌기의 정점까지의 거리를 측정하였다.
(2) 돌기 높이
제조시의 시트의 주행 방향(이하, MD 방향이라고 약칭함)과 직각인 방향(폭 방향)으로, 돌기의 정상부를 통과하도록 밀봉재 시트를 절단하였다. 절단한 밀봉재 시트의 두께 방향 단면을 실체 현미경으로 시트의 전체 폭에 걸쳐서 관찰하였다.
밀봉재 시트의 한쪽면에 돌기가 있는 경우, 밀봉재 시트의 돌기가 있는 측의 면을 A면, 돌기가 없는 측의 면을 B면으로 한다. 도 3에 도시한 바와 같이, A면의 돌기의 정점부터 B면까지의 거리를 Tmax, A면의 돌기가 없는 부분부터 B면까지의 거리를 Tmin으로 한다. 그리고, 돌기의 높이 T를 수학식 (i)로 계산하였다.
·T(㎛)=Tmax-Tmin ···(i)
밀봉재 시트의 양면에 돌기가 있는 경우, 밀봉재 시트의 한쪽면을 A면, 다른 한쪽면을 B면으로 한다. 도 4에 도시한 바와 같이, A면의 돌기의 정점부터 B면의 돌기가 없는 부분까지의 거리를 TAmax, B면의 돌기의 정점부터 A면의 돌기가 없는 부분까지의 거리를 TBmax, A면의 돌기가 없는 부분부터 B면의 돌기가 없는 부분까지의 거리를 Tmin으로 한다. 그리고, A면의 돌기의 높이 TA를 수학식 (ii)로서, B면의 돌기의 높이 TB를 수학식 (iii)으로서 계산하였다.
·TA(㎛)=TAmax-Tmin ···(ii)
·TB(㎛)=TBmax-Tmin ···(iii).
(3) 엠보싱 롤러의 모양 깊이
엠보싱 롤러의 표면을 JIS B0601(2001)에 준거하여, 기준 길이 20 mm, 하중0.75 mN, 측정 속도 0.3 mm/s의 측정 조건으로 측정하였다. 측정은 미쯔토요사 제조의 소형 표면 조도 측정기 SJ401을 사용하여, 원뿔 60°, 선단 곡률 반경 2 ㎛의 다이아몬드 촉침을 사용하여 측정하였다. 이 측정값을 엠보싱 롤러의 모양 깊이 Pz값(㎛)으로 하였다.
(4) 엠보싱 전사율
상기 (2)에서 측정한 돌기 높이 T(㎛)(또는, 돌기 높이 TA(㎛) 또는 돌기 높이 TB(㎛))를, 상기 (3)에서 측정한 엠보싱 롤러의 모양 깊이 Pz로 나눈 값을 엠보싱 전사율로 하였다.
·엠보싱 전사율(％)=T/Pz×100
(5) 가열 수축률
밀봉재 시트로부터 1변이 120 mm인 평면 정사각 형상의 시험편을 잘라냈다. 이 시험편 상에 제조시의 TD 방향 중앙부에, 100 mm의 간격을 두고 2개의 평행한 TD 방향의 직선(5 cm)을 그었다. 그리고, 각 직선을 6등분하는 위치(각각 5군데)에 표시를 했다.
이어서, 시험편을 80℃로 가열한 온수 중에 60초간 방치시켰다. 밀봉재 시트의 비중이 작아 밀봉재 시트가 온수의 표면에 떠오르는 경우에는, 그 떠오른 그대로의 상태에서 방치시켰다. 밀봉재 시트의 비중이 커서 밀봉재 시트가 온수 중에 가라앉는 경우에는, 그 가라앉은 그대로의 상태에서 방치시켰다. 60초 경과하고 나서, 시험편을 온수로부터 취출하고, 20℃의 상온수 중에 10초간 침지시켜 냉각시킨 후, 시트 표면의 수분을 제거하였다.
시험편 상에 그은 한쪽의 직선에 표시한 5군데의 각 표시로부터, 다른 한쪽의 직선에 표시한 대향하는 각 표시까지의 간격 A(mm)을 노기스로 측정하고, 하기 식에 기초하여 가열 수축률을 산출하고, 5군데의 평균값을 구하였다.
·가열 수축률(％)=(100-A)/100×100
(6) 밀봉재 시트를 구성하는 수지 조성물의 용융 유속(melt flow rate)
수지 조성물을 JIS K7210 (1999) 「플라스틱-열가소성 플라스틱의 용융 질량 유속(melt mass flow rate; MFR) 및 용융 부피 유속(melt volume flow rate; MVR)의 시험 방법」에 준거하여, 온도 190℃, 가중 2.16 kg의 시험 조건으로 측정하였다.
(7) 돌기의 저변 길이(D)
시트의 돌기를 갖는 면을 실체 현미경으로 관찰하고, 저변 길이(D)를 측정한다. 돌기의 저면의 형상이 삼각형이나 육각형 등의 다각형이나 타원형인 경우에는, 상기한 형상을 포함하는 최소 진원의 직경을 측정하였다.
(8) 셀 파괴성
밀봉재 시트로부터 1변이 180 mm인 평면 정사각 형상의 시험편을 2장 잘라냈다. 다결정 태양 전지 셀(3 버스 바(bus bar), 각변 156 mm의 크기, 두께 200 ㎛)에, 인터커넥터(두께 280 ㎛, 폭 2 mm)을 납땜하여 인터커넥터가 부착된 태양 전지 셀을 제작하였다. 유리판(각변 180 mm의 크기, 두께 3 mm)과, 폴리에스테르제 태양 전지 백시트(각변 180 mm의 크기, 두께 240 ㎛)를 준비하였다. 유리판 상에 밀봉재 시트, 태양 전지 셀, 밀봉재 시트, 백시트의 순으로 적층하였다. 이때, 밀봉재 시트의 돌기를 갖는 면이 태양 전지 셀에 접하도록 하여 적층하였다. 이 적층체를, 온도 145℃, 진공 배기 30초, 프레스 1분, 압력 유지 10분의 조건으로 진공 라미네이트를 행하여 태양 전지 모듈을 제작하였다. 얻어진 태양 전지 모듈을 태양 전지 EL 화상 검사 장치에 의해 발광 화상을 촬영하고, 셀 파괴부의 총 균열의 길이(mm)를 측정하였다. 이 시험을 3회 반복하여 총 균열 길이의 평균값을 구하였다.
(9) 기포 개수
상기 (8)에서 제작한 태양 전지 모듈 중의 기포 개수를 육안에 의해 세었다. 3회분의 시험의 평균값을 구하였다.
(10) 반발 응력
밀봉재 시트로부터 1변이 120 mm인 평면 정사각 형상의 시험편을 잘라냈다. 계속해서, 가토테크사 제조의 압축 시험기 KES FB-3을 사용하여, 시험편의 돌기를 갖는 면으로부터, 직경 16 mm의 편평 가압 단자에 의해 속도 20 ㎛/초로 밀봉재 시트를 가압하고, 두께 방향으로 100 ㎛ 가압했을 때의 시트의 반발 응력(kPa)을 측정하였다. 이 시험을 3회 반복하여 반발 응력의 평균값을 구하였다.
(실시예 1)
도 1에 도시한 제조 방법에 따라서 태양 전지 밀봉재 시트를 제작했다
공정 (a): 제막 공정
압출기 (11)로서 2축 압출기를 사용하여, EVA(아세트산비닐 함유량: 28 질량％, 용융 유속: 15g/10분, 융점: 71℃) 100 질량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카르보네이트(1시간 반감기 온도: 119℃) 0.7 질량부, 트리알릴이소시아누레이트 0.3 질량부, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.2 질량부, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논 0.3 질량부, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 0.1 질량부를 포함하는 수지 조성물을 80℃로 설정한 압출기 (11)에 공급하여 용융 혼련하였다. 혼련한 수지 조성물을 압출기 (11)에 접속된 105℃로 유지된 T 다이 (12)로부터 압출하였다. 또한 사용한 T 다이의 립(lip)폭은 1300 mm, 립 간극은 0.8 mm였다.
이렇게 압출한 수지 조성물을 20℃로 유지된 연마 롤러 (13a), (13b), (13c)에 의해 냉각 고화시켜, 시트 형상으로 하였다. 또한, T 다이로부터 토출된 시점의 공정 시트의 온도는 107℃였다. 또한 이때의 공정 시트의 폭은 1150 mm, 두께는 450 ㎛, 반송 속도는 10 m/분이었다.
공정 (b): 어닐링 처리 공정
이어서, 어닐링 처리를 표 1에 기재된 조건으로 실시하였다.
가열에는 세라믹 히터 (16)을 사용하고, 반송 롤러 (17)에는 직경 150 mm로 표면에 "테플론(등록 상표)" 코팅한 금속 롤러를, 롤러의 중심간 거리가 200 mm가 되는 간격으로 설치한 것을 사용하였다. 어닐링 로 (15)는 SUS제의 하우징에 단열재를 감은 것을 사용하였다. 또한, 어닐링 로 (15)의 입구 하부와 출구 하부로부터 풍속 1 m/sec로 열풍을 불어 넣었다.
공정 (c): 엠보싱 가공 공정
표 1에 기재된 조건에 따라, 엠보싱 가공을 어닐링 처리에 연속하여 실시하였다.
엠보싱 가공은 어닐링 로로부터 반송된 공정 시트를, 모양 깊이가 120 ㎛인 엠보싱 롤러 (20)과, 경도 75°의 실리콘 고무를 두께 10 mm로 감은 엠보싱 대향 롤러 (19)와의 사이를 통과시킴으로써 실시하였다.
얻어진 태양 전지 밀봉재 시트의 가열 수축률과, 엠보싱 전사율을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 가열 수축률이 매우 작고, 또한 엠보싱 모양이 명료하게 전사된 태양 전지 밀봉재 시트가 얻어졌다.
(실시예 2)
공정 (b)에 있어서의 열풍의 온도를 87℃, 히터 온도를 320℃, 로 내 체류 시간을 29초로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다. 공정 시트의 표면 온도가 내려갔기 때문에, 가열 수축률이 조금 커지며 엠보싱 전사율이 조금 낮아졌지만, 실시예 1과 동일하게 가열 수축률이 매우 작고, 또한 엠보싱 모양이 명료하게 전사된 태양 전지 밀봉재 시트가 얻어졌다.
(실시예 3)
공정 (b)에 있어서의 열풍의 온도를 80℃, 히터 온도를 300℃, 로 내 체류 시간을 30초, 선압력을 450 N/cm로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다. 공정 시트의 표면 온도가 더욱 내려갔기 때문에, 가열 수축률이 조금 커지며 엠보싱 전사율이 조금 낮아졌지만, 실시예 1과 동일하게 가열 수축률이 매우 작고, 또한 엠보싱 모양이 명료하게 전사된 태양 전지 밀봉재 시트가 얻어졌다.
(실시예 4)
공정 (c)에 있어서의 선압력을 200 N/cm로 한 것 이외에는 실시예 3과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다. 엠보싱 전사율이 조금 낮아졌지만, 실시예 3과 마찬가지로 엠보싱 모양이 명료하게 전사된 태양 전지 밀봉재 시트가 얻어졌다.
(실시예 5)
공정 (b)에 있어서의 열풍 온도를 110℃, 로 내 체류 시간을 27초로 하고, 공정 (c)에 있어서의 선압력을 200 N/cm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 시트를 제작하였다. 공정 시트의 표면 온도가 높아졌기 때문에, 가열 수축률이 매우 작아지고, 엠보싱 전사율도 명료한 태양 전지 밀봉재 시트가 얻어졌다.
(실시예 6)
공정 (c)에 있어서의 엠보싱 롤러에 대한 감기 각도를 45°로 한 것 이외에는, 실시예 5와 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다. 감기 각도가 작아짐으로써 엠보싱 전사율이 약간 작아졌지만, 양호한 외관을 갖는 시트였다.
(실시예 7)
공정 (b)에 있어서의 공정 시트의 반송 속도를 7 m/min, 열풍 온도를 110℃, 히터 온도를 300℃, 로 내 체류 시간을 39초로 하고, 공정 (c)에 있어서의 선압력을 120 N/cm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다. 공정 시트의 가열 시간이 길어져 표면 온도가 높아졌기 때문에, 가열 수축률이 크게 저감되어, 선압력이 낮더라도 명료한 엠보싱 형상의 시트를 제작할 수 있었다.
(비교예 1 내지 5)
표 2에 나타낸 조건을 적용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 태양 전지 밀봉재 시트를 제작하였다.
(비교예 6, 7)
도 2에 도시하는 종래의 제조 방법으로 T 다이로부터 압출한 직후에 엠보싱 가공을 실시하고, 이어서 어닐링 처리를 행하였다. 어닐링 처리 장치는 실시예 1과 동일한 것으로 하고, T 다이 직후의 엠보싱 롤러 (13b')의 모양 깊이가 120 ㎛인 롤러를 사용하였다.
(결과)
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 7에서 제조한 태양 전지 밀봉재 시트는 가열 수축률이 작고, 나아가 엠보싱 전사율이 높고, 엠보싱 형상이 명확하게 전사되어 있었다.
이들 태양 전지 밀봉재 시트를 사용하여, 태양 전지 모듈을 종래 공지된 방법으로 제작한 바, 모듈 작성시에 셀이 어긋나거나, 셀이 파괴되거나, 기포가 혼입되는 것과 같은 문제는 발생하지 않았다.
비교예 1에서는, 어닐링 처리시의 온도, 엠보싱 롤러 (20) 입구에서의 시트 온도가 모두 낮기 때문에, 가열 수축률도 크고, 엠보싱 전사율도 낮은 시트였다. 비교예 3에서는, 어닐링 로 출구와 엠보싱 롤러 입구 사이를 확장했기 때문에, 시트의 온도가 저하되어 엠보싱 전사율이 저하되었다. 비교예 4에서는, 어닐링 로 내의 시트 표면 온도가 낮기 때문에, 가열 수축률을 충분히 저감시킬 수 없었다.
비교예 2에서는, 엠보싱 롤러에 공정 시트가 감겨 샘플을 얻을 수 없었다.
비교예 5에서는, 어닐링 처리 시간이 짧기 때문에 태양 전지 밀봉재 시트의 가열 수축을 충분히 저감시킬 수 없었다.
비교예 6, 7에서는 연마 롤러로 엠보싱 형상을 부여했기 때문에 엠보싱 형상은 명료했지만, 가열 수축을 저감시키고자 하면 엠보싱 형상이 붕괴되고, 엠보싱 형상을 유지하고자 하면 가열 수축을 저감시킬 수 없었다.
(실시예 8)
공정 (a): 제막 공정
EVA(아세트산비닐 함유량: 28 질량％, 용융 유속: 15g/10분(190℃), 융점: 71℃) 100 질량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카르보네이트(1시간 반감기 온도: 119℃) 0.7 질량부, 트리알릴이소시아누레이트 0.3 질량부, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.2 질량부, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논 0.3 질량부, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바케이트 0.1 질량부를 포함하는 수지 조성물을 80℃로 설정한 2축 압출기에 공급하여 용융 혼련하였다. 혼련한 수지 조성물을, 2축 압출기에 접속되며 105℃로 유지된 T 다이로부터 압출하였다. 또한 T 다이의 립폭은 1300 mm, 립 간극은 0.8 mm였다.
이 EVA 시트를 20℃로 유지된 연마 롤에 의해 냉각 고화시켰다. 또한, EVA 시트가 T 다이로부터 토출된 시점의 시트 온도는 107℃였다. 또한 이때의 시트폭은 1150 mm, 시트의 두께는 450 ㎛, 시트 반송 속도는 10 m/분이었다. 이어서, 어닐링 처리, 엠보싱 가공을 연속하여 실시하였다.
공정 (b): 어닐링 처리 공정
어닐링 처리는, 표면 온도를 350℃로 설정한 세라믹 히터를 설치하고, 직경 150 mm로 표면에 "테플론(등록 상표)" 코팅한 금속 롤러를 롤러의 중심간 거리가 250 mm가 되는 간격으로 설치한, SUS제의 하우징에 단열재를 감은 어닐링 로 내를 통과시킴으로써 행하였다. 또한, 로의 입구 하부와 출구 하부로부터, 풍속 1 m/sec로 열풍을 불어 넣었다.
공정 (c): 엠보싱 가공 공정
엠보싱 가공은 어닐링 로로부터 취출한 시트를, 모양 깊이가 180 ㎛, 직경 460 ㎛로 반구 형상의 오목형의 조각 모양을 450개/㎠ 갖는 엠보싱 롤러와, 경도 75°의 실리콘 고무를 두께 10 mm로 감은 대향 롤러와의 사이를 통과시킴으로써 실시하였다.
또한, 상기 제조 조건의 상세한 것은 이하와 같다.
어닐링 로 입구에서의 시트 표면 온도: 23℃
열풍 온도: 93℃
어닐링 로 내에서의 시트 표면의 최고 온도: 90℃
어닐링 로 출구에서의 시트 표면 온도: 90℃
어닐링 로 내의 시트 체류 시간: 28초
어닐링 로 (15) 출구에서의 시트 속도: 9.6m/min
엠보싱 롤러 입구에서의 시트 표면 온도: 78℃
엠보싱 롤러 온도: 15℃
엠보싱 롤러의 선압력: 350 N/cm
엠보싱 롤러에 대한 감기 각도: 120°.
얻어진 밀봉재 시트의 가열 수축률과, 반발 응력, 모듈 제조시의 셀 파괴성, 기포 개수를 평가하였다. 결과를 표 3에 나타내었다. 표 3에 나타내는 바와 같이, 시트 가열 수축률이 작고, 모듈 제조시의 셀 파괴, 기포가 적은 밀봉재 시트였다.
(실시예 9)
공정 (c)에 있어서의 엠보싱 롤러를, 모양 깊이가 120 ㎛, 직경 460 ㎛로 반구 형상의 오목형의 조각 모양을 450개/㎠ 갖는 엠보싱 롤러로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 3에 나타내는 바와 같이, 시트 가열 수축률이 작고, 모듈 제조시의 셀 파괴, 기포가 적은 밀봉재 시트였다.
(실시예 10)
공정 (c)에 있어서의 엠보싱 롤러를, 모양 깊이가 300 ㎛, 직경 460 ㎛로 반구 형상의 오목형의 조각 모양을 450개/㎠ 갖는 엠보싱 롤러로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 3에 나타내는 바와 같이, 시트 가열 수축률이 작고, 모듈 제조시의 셀 파괴, 기포가 적은 밀봉재 시트였다.
(실시예 11)
공정 (c)에 있어서의 엠보싱 롤러를, 모양 깊이가 300 ㎛, 직경 330 ㎛로 반구 형상의 오목형의 조각 모양을 980개/㎠ 갖는 엠보싱 롤러로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 3에 나타내는 바와 같이, 시트 가열 수축률이 작고, 모듈 제조시의 셀 파괴, 기포가 적은 밀봉재 시트였다.
(실시예 12)
공정 (c)에 있어서의 엠보싱 롤러를, 모양 깊이가 180 ㎛, 외주 직경 460 ㎛로 사각뿔 형상의 오목형의 조각 모양을 840개/㎠ 갖는 엠보싱 롤러로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 3에 나타내는 바와 같이, 모듈 제조시의 셀 파괴는 약간 발생하지만, 시트 가열 수축률이 작고, 기포가 적은 밀봉재 시트였다.
(실시예 13)
어닐링 처리를 실시하지 않고, 적외선 히터에 의해 시트 표면 온도를 90℃로 가열하고 엠보싱 가공을 실시한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 3에 나타내는 바와 같이, 시트의 가열 수축률이 크고, 모듈 제조시의 셀 파괴는 약간 발생하지만, 기포가 적은 밀봉재 시트였다.
(실시예 14)
EVA 수지를 용융 유속 10g/10분의 EVA 수지로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다. 얻어진 밀봉재 시트는 표 3에 나타내는 바와 같이, 모듈 제조시의 셀 파괴는 약간 발생하지만, 시트 가열 수축률이 작고, 기포가 적은 밀봉재 시트였다.
(실시예 15)
공정 (c)에 있어서의 엠보싱 롤러를, 모양 깊이가 180 ㎛, 외주 직경 2000 ㎛로 사각뿔 형상의 오목형의 조각 모양을 45개/㎠ 갖는 엠보싱 롤러로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 3에 나타내는 바와 같이, 시트 가열 수축률이 작고, 모듈 제조시의 셀 파괴는 약간 발생하지만, 기포가 적은 밀봉재 시트였다.
(참고예 1)
엠보싱 가공을 실시하지 않는 것 외에는 실시예 8과 동일한 방법으로 어닐링 처리까지 실시한 밀봉재 시트를 제작하여 평가에 제공하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 4에 나타내는 바와 같이, 시트의 가열 수축률은 작지만, 모듈 제조시의 셀 파괴, 기포가 대량으로 발생하는 밀봉재 시트였다.
(참고예 2)
공정 (c)에 있어서의 엠보싱 롤러를, 모양 깊이가 180 ㎛이고, 롤의 회전 방향으로 연속된 반원 형상의 홈(홈폭 460 ㎛)의 조각 모양을 갖는 엠보싱 롤러로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 4에 나타내는 바와 같이, 시트 가열 수축률이 작고, 모듈 제조시의 셀 파괴는 적지만, 기포가 많은 밀봉재 시트였다.
(참고예 3)
공정 (c)에 있어서의 엠보싱 롤러를, 모양 깊이가 50 ㎛, 직경 460 ㎛로 반구 형상의 오목형의 조각 모양을 450개/㎠ 갖는 엠보싱 롤러로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 4에 나타내는 바와 같이, 시트 가열 수축률은 작지만, 모듈 제조시의 셀 파괴, 기포가 많은 밀봉재 시트였다.
(참고예 4)
공정 (c)에 있어서의 엠보싱 롤러를, 모양 깊이가 180 ㎛, 직경 150 ㎛로 반구 형상의 오목형의 조각 모양을 4500개/㎠ 갖는 엠보싱 롤러로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 4에 나타내는 바와 같이, 시트 가열 수축률은 작고 기포는 적지만, 모듈 제조시의 셀 파괴가 많은 밀봉재 시트였다.
(참고예 5)
공정 (c)에 있어서의 엠보싱 롤러를, 모양 깊이가 180 ㎛, 직경 3800 ㎛로 반구 형상의 오목형의 조각 모양을 7개/㎠ 갖는 엠보싱 롤러로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로 밀봉재 시트를 제작하였다.
얻어진 밀봉재 시트는 표 4에 나타내는 바와 같이, 시트 가열 수축률은 작지만, 모듈 제조 의 셀 파괴 및 기포가 많은 밀봉재 시트였다.
본 발명은 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법에 매우 적절하게 사용할 수 있다. 특히, 가열 수축을 저감시키고 명료한 엠보싱 모양을 갖고 있기 때문에, 모듈 제조시의 셀의 위치 어긋남, 모듈 내로의 기포 혼입 등을 방지할 수 있어, 모듈의 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
1: 공정 시트
11: 2축 압출기
12: 다이
13a 연마 롤러(표면에 조각 가공 없음)
13b: 연마 롤러(표면에 조각 없음)
13b': 엠보싱 롤러(표면에 조각 가공 있음)
13c: 연마 롤러(표면에 조각 가공 없음)
14: 닙 롤러
15: 어닐링 로
16: 히터
17: 반송 롤러
18: 시트 취출 롤러
19: 엠보싱 대향 롤러
20: 엠보싱 롤러
21: 냉각 롤러
31: 기어 펌프
32: 시트 반송 방향
33: 비접촉식 적외선 온도계
11: 2축 압출기
12: 다이
13a 연마 롤러(표면에 조각 가공 없음)
13b: 연마 롤러(표면에 조각 없음)
13b': 엠보싱 롤러(표면에 조각 가공 있음)
13c: 연마 롤러(표면에 조각 가공 없음)
14: 닙 롤러
15: 어닐링 로
16: 히터
17: 반송 롤러
18: 시트 취출 롤러
19: 엠보싱 대향 롤러
20: 엠보싱 롤러
21: 냉각 롤러
31: 기어 펌프
32: 시트 반송 방향
33: 비접촉식 적외선 온도계
Claims (11)
- 하기의 공정 (a), 공정 (b) 및 공정 (c)를 이 순서대로 행하는 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법:
공정 (a): 가열에 의해 용융된 수지 조성물을 시트 형상으로 성형하고, 이어서 냉각시킴으로써 공정 시트를 얻는 공정,
공정 (b): 상기 공정 (a)에서 얻어진 공정 시트의 적어도 한쪽의 표면을 22 내지 55초간 가열하고, 이 가열 중에 이 표면의 온도를, 이 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점 이상의 온도에 도달시키는 공정,
공정 (c): 상기 공정 (b)에서 가열된 공정 시트의 표면을, (상기 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점-10℃) 내지 (상기 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점+20℃)의 온도로 하고, 이어서 이 표면에 엠보싱 롤러를 가압하여, 이 표면에 엠보싱 형상을 형성하는 공정. - 제1항에 있어서, 상기 공정 (c)에서, 상기 엠보싱 롤러로 상기 공정 시트의 표면을 가압할 때에, 이 표면에 걸리는 선압력(線壓力)을 150 내지 500 N/cm으로 하는 것인 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공정 (c)에서, 상기 엠보싱 롤러로 상기 공정 시트의 표면을 가압할 때에, 이 엠보싱 롤러의 표면 온도를 (상기 표면 부분을 구성하는 수지 조성물의 융점-20℃) 이하로 하는 것인 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 (a)에서, 단축 또는 2축 압출기를 사용하여 상기 가열에 의해 용융된 수지 조성물을 다이로부터 압출하여 시트 형상으로 성형하는 것인 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 부분을 구성하는 수지 조성물이 폴리올레핀계 수지와 유기 과산화물을 포함하는 것인 태양 전지 밀봉재 시트의 제조 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의해 얻어진 태양 전지 밀봉재 시트이며,
상기 표면 부분을 구성하는 수지 조성물이 폴리올레핀계 수지를 포함하고,
상기 엠보싱 형상이 형성된 표면이 높이 60 내지 300 ㎛의 독립된 돌기를 40 내지 2300 개/㎠ 갖고, 이 독립된 돌기의 높이(T)와 저변 길이(D)의 비(T/D)가 0.05 내지 0.80인 태양 전지 밀봉재 시트. - 제6항에 있어서, 상기 태양 전지 밀봉재 시트를 80℃의 온수 중에 1분간 방치시켰을 때에 이 밀봉재 시트의 시트 흐름 방향의 가열 수축률이 30％ 이하인 태양 전지 밀봉재 시트.
- 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 독립된 돌기의 형상이 반구 형상 및/또는 사각뿔 형상인 태양 전지 밀봉재 시트.
- 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 태양 전지 밀봉재 시트의 상기 돌기를 갖는 면을, 이 밀봉재 시트의 두께 방향으로 100 ㎛ 압축했을 때에 시트의 반발 응력이 70 kPa 이하인 태양 전지 밀봉재 시트.
- 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 태양 전지 밀봉재 시트의 돌기를 갖는 면이, 높이 1 내지 15 ㎛의 돌기를 더 갖는 것인 태양 전지 밀봉재 시트.
- 수광면 보호재와,
이면 보호재와,
이 수광면 보호재와 이면 보호재 사이에 배치되며, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 태양 전지 밀봉재 시트에 의해 태양 전지 셀이 밀봉된 층
으로 구성된 태양 전지 모듈.
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